Circuit pour l'alimentation d'au moins un appareil à décharge électrique en atmosphère gazeuse La présente invention a pour objet un cir cuit pour l'alimentation d'au moins un appa reil à décharge électrique en atmosphère ga zeuse, comportant un transformateur à fortes fuites magnétiques comprenant un primaire connecté à la source de courant par l'inter médiaire d'un condensateur, et au moins - un secondaire alimentant cet appareil à décharge.
Il est connu d'alimenter une lampe fluorés- conte, par exemple, à l'aide d'un tel circuit. Mais, lorsque l'appareil à décharge est dé branché, ou bien ne peut pas s'amorcer, ou même seulement fonctionne en courant re dressé parce qu'une de ses électrodes est usée, on constate qu'il. passe dans le primaire du transformateur et dans le condensateur en série, un courant élevé qui peut détériorer ces éléments.
Le circuit selon l'invention ne présente pas ces inconvénients. Il est caractérisé par le fait que la plus grande partie au moins du secon daire du transformateur est shuntée par une résistance semi-conductrice dont la valeur reste élevée lorsque le courant de décharge dans l'appareil à décharge est normal, cette valeur diminuant fortement et progressivement lors que le courant de décharge est très faible pen dant au moins une demi-période sur deux.
II est possible, si on le désire, de connecter au moins une partie du primaire en série entre le secondaire et la résistance semi-conductrice.
Il semblerait a priori que, pour éviter 1e passage dans la portion de circuit constituée par le primaire et par le condensateur; d'un courant élevé dû à ce que ce circuit se rap proche de la résonance, la résistance semi- conductrice doive shunter un des éléments, primaire ou condensateur, de cette portion de circuit.
On a constaté que l'on obtient de bien meilleurs résultats en shuntant, au-contraire, un élément extérieur à cette portion de circuit, à savoir le secondaire du transformateur ; on peut également shunter, en plus, par la résis tance, une partie de ladite portion de circuit, par exemple tout ou partie du primaire, mais on ne peut obtenir ces bons résultats qu'en comprenant dans ce qui est shunté le secon daire, ou tout au moins la majeure partie de celui-ci.
Cette amélioration des résultats provient du fait que, lorsque la résistance semi-conduc trice est disposée comme on vient de le dire, on a une valeur .relativement élevée pour le rapport des tensions auxquelles elle est sou mise, d'une part, en fonctionnement normal, d'autre part; lorsque l'appareil à décharge est débranché ou très usé.
Ce rapport serait beau- coup plus faible si la résistance était placée aux bornes du primaire seul ou du condensa teur ; dans ce dernier cas, le choix de la résis tance pour un circuit d'alimentation donné est difficile parce qu'il ne peut se faire qu'entre des limites rapprochées de caractéristiques ;
de plus, la résistance peut alors fonctionner, c'est- à-dire s'échauffer au point que sa valeur devienne très faible, intempestivement, ou au contraire ne pas fonctionner lorsqu'il le fau drait, dans certaines conditions de - tempéra ture ambiante, par exemple.
Les figures ci-jointes du dessin représen tent, schématiquement et à titre d'exemple non limitatif, quatre circuits constituant des formes d'exécution de l'objet de l'invention. La fig. 1 représente un circuit pour l'ali mentation de deux appareils à décharge. La fig. 2 représente un circuit, comportant \un transformateur à enroulements séparés, pour l'alimentation d'un appareil à décharge.
Les fig. 3 @ et 4 représentent des circuits avec autotransformateur, pour l'alimentation d'un appareil à décharge, la tension aux bornes de celui-ci étant plus élevée, à .tension égale de la source de courant, dans le cas de la fig. 3 que dans le cas de la fig. 4.
La fig. 1 représente schématiquement un circuit bilampe compensé pour l'amorçage et la stabilisation de deux lampes à décharge 7 et 12 alimentées par une source de courant alternatif 9, 10.
La lampe 12,à stabilisation inductive, est alimentée par le secondaire 1 d'un transfor mateur à fuites dont le primaire 11 est con necté à la source de courant 9, 10 ; un shunt magnétique 2, placé entre les enroulements primaire et secondaire, crée, dans ce trans formateur, des fuites magnétiques qui donnent à celui-ci une forte ,réactance de fuites.
Cette réactance diminue la tension produite par le transformateur d'autant plus que le courant qu'il produit est plus intense ; elle est la cause de la stabilisation de la décharge dans la 'lampe 12 et de la production, par le transfor- mateur, d'une tension en charge très inférieure à sa tension à- vide.
La lampe 7, à stabilisation capacitive, est alimentée par le secondaire 5 d'un transfor mateur dont le primaire 8 est connecté à la source - de courant 9, 10 par l'intermédiaire d'un condensateur 3. -Ce ,transformateur pré sente de fortes fuites magnétiques dues à la présence d'un shunt magnétique 4 ;
il peut être du même modèle que le transformateur 11, 1. Le condensateur 3 présente, à la fré quence de la source de courant 9, 10, une réactance capacitive de l'ordre du double de la réactance inductive en charge normale du transformateur 8, 5, comptée au primaire de celui-ci. La combinaison de cette réactance capacitive et de cette dernière réactance induc tive stabilise la décharge dans la lampe 7 et abaisse fortement la tension en charge du secondaire 5 par rapport à sa tension à vide.
En comparaison avec un circuit à une seule lampe, le circuit décrit donne une très forte réduction du papillottement, ou effet strobo- scopique, de la lumière émise par l'ensemble des lampes- 7 et 12, lorsque celles-ci sont uti lisées pour la lumière qu'elles produisent.
De plus, le facteur de puissance du courant pris à la source 9, 10, est voisin de l'unité, en même temps que l'impédance du. circuit reste forte en ce qui concerne les courants à fré quences. nettement plus élevées que celle de la source de courant; ces deux dernières par ticularités sont avantageuses même lorsque les lampes 7 et 12 ne sont pas utilisées pour pro duire de la lumière, par exemple lorsque ce sont des lampes germicides.
Le circuit tel qu'il est décrit ci-dessus est connu. Il présente, par rapport aux circuits dans lesquels le condensateur déphaseur est en série entre la lampe à stabilisation capaci- tive et son secondaire 5, l'avantage que le secondaire n'a à fournir qu'une tension bien moins élevée, à savoir la même tension que le secondaire 1 alimentant la lampe 12 de même modèle mais stabilisée inductivement. Il présente, par contre, un inconvénient assez grave :
lorsque le secondaire 5 ne produit pas de courant, par exemple lorsque la lampe 7, usée ou détériorée, ne peut pas s'amorcer, le transformateur 8, 5 fonctionne à vide et sa réactance inductive du côté primaire augmente et compense approximativement la réactance capacitive du condensateur 3 ; il passe alors un courant intense dans le circuit 10, 3, 8, 9, du primaire du transformateur correspondant.
Ce courant peut brûler le primaire 8 du trans formateur et produit entre les armatures du condensateur 3, une tension qui fatiguera celui-ci et pourra le faire claquer.
On remédie à cet inconvénient en shuntant le secondaire 5 par une thermistance appro priée 6 ; une thermistance est une résistance, de la classe des semi-conducteurs, dont la valeur est nettement plus élevée lorsqu'elle est froide que lorsqu'elle est chaude. Dans le cas présent, lorsque la thermistance 6 n'est sou mise qu'à la tension de fonctionnement normal de la lampe 7, elle ne s'échauffe que peu si elle est convenablement choisie et -ne laisse passer qu'un faible courant sous ladite tension.
Par contre, lorsque la thermistance 6 est sou mise à la tension à vide du secondaire 5, laquelle est deux à quatre fois plus forte que la tension de fonctionnement de la lampe, elle est traversée par un courant qui, à froid, est plusieurs fois plus intense que dans le cas précédent; ce courant chauffe beaucoup plus la thermistance, d'où une diminution encore plus marquée de sa résistance, ce qui entraîne un échauffement supplémentaire, et ainsi de suite.
Si la thermistance 6 est convenablement choisie, elle laisse passer, au bout d'un certain temps d'alimentation sous la tension du secon daire 5 n'alimentant qu'elle, un courant rela tivement important, du même ordre de gran deur que le courant normal die décharge dans la lampe 7. La réactance inductive du trans formateur, comptée du côté de son primaire 8, diminue alors fortement et le courant redevient normal dans le circuit 10, 3, 8, 9.
Un processus analogue est obtenu lorsque la lampe 7 redresse fortement, c'est-à-dire ne laisse passer qu'un courant de décharge très nettement plus faible que le courant normal, ou même nul, pendant une demi-période sur deux: pendant ces demi-périodes, la tension aux bornes de la lampe est proche de la ten sion à vide du secondaire, si la thermistance 6 ne, s'est pas encore échauffée.
La thermistance 6 doit avoir une résistance à froid et une inertie suffisantes pour ne pas diminuer exagérément la .tension fournie par le secondaire 5 pendant les quelques secondes que peut durer un amorçage difficile de la lampe 7.
Par exemple, dans le cas d'une lampe fluorescente de 40 watts, ayant une longueur de 1,20 m et un diamètre intérieur de 38 mm, amorcée sans préchauffage de ses électrodes, mais munie d'une bande extérieure d'amorçage connectée à l'une de ses électrodes par l'inter médiaire d'une résistance d'environ 100 000 ohms, la tension à vide du secondaire 5 est d'environ 320 volts, sa tension en charge d'en viron 105 volts.
Sous cette tension en charge, la thermistancc 6 atteindra une température d'environ 45 degrés, pour une température ambiante de 40 degrés, et laissera passer en viron 2 à 3 milliampères, lorsque, la lampe 7 s'étant amorcée normalement ou presque, la thermistance n'aura pas été soumise à une tension élevée pendant un temps suffisant pour que sa résistance ait fortement baissé.
Lorsque le secondaire 5 ne débite que sur la thermistance, celle-ci atteint au bout de 3 à 5 minutes une température d'environ 350 de grés, à laquelle sa résistance a diminué très fortement : la thermistance 6 est alors par courue par un courant d'environ 0,5 ampère ; la tension aux bornes du secondaire 5, qui est alors parcouru par une intensité légèrement supérieure à sa charge normale, est; à ce mo ment, à peu près 25 volts.
Après un certain temps, la température de la thermistance se stabilise vers 350 à 400 degrés centigrades ; elle absorbe alors un courant d'environ 0,5 am père et l'intensité dans le condensateur 3-et le primaire 8 est de 0,75 ampère. Si, la thermi stance 6 n'étant pas utilisée, on faisait fonc tionner le transformateur 8, 5 en circuit ouvert; son primaire serait parcouru par un courant de 1,2 ampère et la tension aux bornes du. condensateur 3 serait de 300 volts; au lieu de respectivement 1 ampère et 220 volts en fonc- tionnement normal.
La fig. 2 représente schématiquement un circuit pour l'alimentation d'une seule lampe, à stabilisation capacitive. Ce circuit est très analogue à la partie du circuit représentée à la fig. 1, relative à l'alimentation de la lampe 7.
Il présente; toutefois, une différence avec cette partie de circuit ; une réactance 14, des sinée en trait interrompu parce qu'elle n'est utilisée que dans certains cas, peut shunter la source de courant 9, 10.
Cette réactance est utilisée lorsqu'on désire que le courant con sommé ait un bon facteur de puissance, tout en utilisant pour le transformateur 5, 8 et pour le condensateur 3 les mêmes appareils . que pour l'alimentation de la lampe à stabilisation capacitive d'un groupe bilampe analogue à celui représenté sûr la fig. 1.
On omet cette réactance lorsque la lampe alimentée par le circuit de la fig. 2 est utilisée -en même temps qu'une ou plusieurs lampes à stabilisation in ductive, de façon à corriger dans une certaine mesure le facteur de puissance et le papillo tement de ces dernières.
Pour des lampes 7, 12, d'un modèle donné, les transformateurs 8, 5 et 11, 1 peuvent être du mêmè modèle ainsi que les condensateurs 3, tout en permettant la -réalisation de circuits différents :
montage bilampe compensé (circuit de la fig. 1), montage monolampe à facteur de puissance voisin de l'unité (circuit de la fig. 2, avec la réactance 14), montage mono- lanïpe à stabilisation inductive (moitié de gauche du circuit de la fig. 1<B>)</B>, montage mono lampe à stabilisation capacitive (circuit de la fig. 2, sans la réactance 14).
La fig. 3 représente schématiquement un circuit qui ne diffère de celui de la fig. 2 que par le fait que le transformateur 5, 8 est un autotransformateur et non un transformateur à enroulements séparés ; ceci permet de diminuer le nombre de tours de l'enroulement 5 et la section du fil du primaire 8.
Le primaire 8 et le secondaire 5 sont reliés par une connexion .15 et c'est la tension aux bornes-de l'ensemble des enroulements 5 et 8 qui est appliquée à la lampe 7 et à la thermistance 6 ; on pour rait, d'ailleurs, ne shunter que l'enroulement 5 par la thermistance.
La fig. 4 représente une variante du cir cuit de la fig. 3 ; elle est utilisable lorsque le transformateur 5, 8 est un autotransforma- teur et lorsque, la tension d'amorçage de la lampe 7 n'étant guère plus élevée que la ten sion de la source, le secondaire 5 présenterait trop peu de spires pour que le fonctionnement de la lampe 7 soit stable.
Dans ce circuit, le secondaire est relié par une connexion 17, non pas à une extrémité du primaire, mais à une prise intermédiaire 16 de celui-ci. On peut ainsi donner à l'enroulement 5 un nombre de spires suffisant, tout en diminuant l'importance des enroulements par rapport à ceux que né cessiterait un transformateur à enroulements séparés.
L'extrémité gauche de la thermistance 6 (celle qui n'est pas reliée à l'extrémité du se condaire 5 non connectée au primaire) peut être connectée, soit à -l'extrémité du primaire reliée à la lampe, comme sur la fig. 4, soit à la prise 16.
Dans ce cas encore, on peut utiliser une bobine de réactance 14 pour améliorer le fac teur de puissance.
Des variantes peuvent être apportées aux circuits décrits ci-dessus. Par exemple, chaque transformateur peut être du type cuirassé, auquel cas il faut, non pas un, mais deux shunts magnétiques tels que celui représenté en 4 ; les shunts magnétiques peuvent être omis lorsque les bobinages 5 et 8 sont suffi samment éloignés pour que les fuites magné tiques dans l'air donnent aux transformateurs une réactance suffisante. Chacune des lampes peut. être remplacée par plusieurs lampes mon tées en série et s'amorçant, soit simultanément, soit successivement.